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肇庆市技师学院ABBa-J-6ABB 机器人的程序编程6.1 任务目标 掌握常用的 PAPID 程序指令。 掌握基本 RAPID 程序编写、调试、自动运行和保存模块。6.2 任务描述u 建立程序模块 test12.24，模块 test12.24 下建立例行程序 main 和 Routine1，在 main 程序下进行运动指 令的基本操作练习。u 掌握常用的 RAPID 指令的使用方法。u 建立一个可运行的基本 RAPID 程序，内容包括程序编写、调试、自动运行和保存模块。6.3 知识储备6.3.1 程序模块与例行程序RAPID 程序中包含了一连串控制机器人的指令，执行这些指令可以实现对机器人的控制操作。 应用程序是使用称为 RAPID 编程语言的特定词汇和语法编写而成的。RAPID 是一种英文编程语言，所包含的指令可以移动机器人、设置输出、读取输入，还能实现决策、重复其他指令、构造程序、与系统操作员交流等功能。RAPID 程序的基本架构如图所示：RAPID 程序程序模块 1程序模块 2程序模块 3程序模块 4程序数据 主程序 main 例行程序 中断程序 功能程序数据 例行程序 中断程序 功能程序数据 例行程序 中断程序 功能RAPID 程序的架构说明：1） RAPID 程序是由程序模块与系统模块组成。一般地，只通过新建程序模块来构建机器人的程序，而 系统模块多用于系统方面的控制。2） 可以根据不同的用途创建多个程序模块，如专门用于主控制的程序模块，用于位置计算的程序模块， 用于存放数据的程序模块，这样便于归类管理不同用途的例行程序与数据。3） 每一个程序模块包含了程序数据、例行程序、中断程序和功能四种对象，但不一定在一个模块中都有这四种对象，程序模块之间的数据、例行程序、中断程序和功能是可以互相调用的。4） 在 RAPID 程序中，只有一个主程序 main，并且存在于任意一个程序模块中，并且是作为整个 RAPID程序执行的起点。 操作步骤：1.单击 “ 程序 编辑器 ” ，查 看RAPID 程序。2.单击“例行程序”，查看例行 程序列表。3. 单击“后退”或“模块”标签查 看模块列表。4. 在“模块”和“例行程序”视图 中，可以点击“文件”“新建” 去建立模块或例行程序。6.3.2 在示教器上进行指令编程的基本操作ABB 机器人的 RAPID 编程提供了丰富的指令来完成各种简单与复杂的应用。下面就从最常用的指令开始学习 RAPID 编程，领略 RAPID 丰富的指令集提供的编程便利性。1.打开 ABB 菜单，选择“程序 编辑器”。2.选中要插入指令的程序位 置，高显为蓝色。3.单击“添加指令”，打开指 令列表。4.单击此按钮可切换到其他 分类的指令列表。6.4 任务实施6.4.1 基本 RAPID 指令练习建立程序模块 test12.24，模块 test12.24 下建立例行程序 main 和 Routine1，在 main 程序下进行运动指 令的基本操作练习。1.赋值指令 “:=”赋值指令用于对程序数据进行赋值。赋值可以是一个常量或数学表达式。 下面的操作步骤以添加一个常量赋值与数学表达式赋值说明此指令的使用： 常量赋值：reg1:=5;数学表达式赋值：reg2:=reg1+4;（1）添加常量赋值指令的操作1.在指令列表中选择“:=”。2.单击“更改数据类型”，选 择 num 数字型数据。3.在列表中找到“num” 并选 中，然后单击“确定”。肇庆市技师学院4.选中“reg1”。5.选 中 “” 并 蓝 色 高 亮 显示。6.打开“编辑”菜单，选择“仅 限选定内容”。7.通过软键盘输入数字“5”， 然后单击“确定”。8.单击“确定”。9.在这里就能看到所增加的 指令。（2）添加带数学表达式的赋值指令的操作1.在指令列表中选择“:=”。2.选中“reg2”。3.选中“”，显示为蓝 色高亮。4.选中“reg1”。5.单击“+”按钮。6. 选中“”，显示为蓝 色高亮。7. 打开“ 编辑” 菜单，选择 “仅限选定内容”，然后在 弹出的软键盘画面中输 入“4”，单击“确定”。8.确认正确后，单击“ 确 定”。9.单击“下方”，添加指令成 功。10. 单击“添加指令”，将指令 列表收起来*提示：编程画面操作技 巧放大/缩小画面。 向上/向下翻页。 向上/向下移动。2.机器人运动指令机器人在空间中运动主要有关节运动（MoveJ）、线性运动（MoveL）、圆弧运动（MoveC）和绝对位置运动（MoveAbsJ）四种方式。（1）绝对位置运动指令 绝对位置运动指令是机器人的运动使用六个轴和外轴的角度值来定义目标位置数据。 操作步骤：1.进入“手动操纵”画面，确认 已选定工具坐标与工件坐标（*提示：在添加或修改机器 人的运动指令之前，一定要 确认所使用的工具坐标与工 件坐标）。2.选中指令的位置，打开“添加 指 令 ” 菜 单 ， 选 择“MoveAbsJ”指令。指令解析：MoveAbsJ *NoEOffs, v1000, z50, tool1Wobj:=wobj1;参数含义*目标点位置数据NoEOffs外轴不带偏移数据v1000运动速度数据 1000mm/sz50转弯区数据tool1工具坐标数据wobj1工件坐标数据*提示：MoveAbsJ 常用于机器人六个轴回到机械零点（0）的位置。（2）关节运动指令关节运动指令是对路径精度要求不高的情况下，机器人的工具中心点 TCP 从一个位置移动到另一个位 置，两个位置之间的路径不一定是直线。指令解析：MoveJ p10, v1000, z50, tool1Wobj:=wobj1;参数含义p10目标点位置数据v1000运动速度数据关节运动适合机器人大范围运动时使用，不容易在运动过程中出现关节轴进入机械死点的问题。*注意：目标点位置数据定义机器人 TCP 点的运动目标，可以在示教器中单击“修改位置”进行修改。 运动速度数据定义速度（mm/s）转弯区数据定义转变区的大小 mm。 工具坐标数据定义当前指令使用的工具 工件坐标数据定义当前指令使用的工件坐标（3）线性运动指令线性运动是机器人的 TCP 从起点到终点之间的路径始终保持为直线。一般如焊接、涂胶等应用对路径 要求高的场合使用此指令。（4）圆弧运动指令 圆弧路径是在机器人可到达的控件范围内定义三个位置点，第一个点是圆弧的起点，第二个点用于圆肇庆市技师学院弧的曲率，第三个点是圆弧的终点。指令解析：MoveL p10, v1000, fine, tool1Wobj:=wobj1; MoveC p30, p40, v1000, z1, tool1Wobj:=wobj1;参数含义p10圆弧的第一个点p30圆弧的第二个点p40圆弧的第三个点finez1转弯区数据（5）运动指令的使用示例 指令：MoveL p1, v200, z10, tool1Wobj:=wobj1; MoveL p2, v100, fine, tool1Wobj:=wobj1; MoveJ p3, v500, fine, tool1Wobj:=wobj1;图示：p310mmp1200mm/s10500m0mp2说明：机器人的 TCP 从当前位置向 p1 点以线性运动方式前进，速度是 200mm/s，转弯区数据是 10mm，距离p1 点还有 10mm 的时候开始转弯，使用的工具数据是 tool1，工件坐标数据是 wobj1。机器人的 TCP 从 p1 向 p2 点以线性运动方式前进，速度是 100mm/s，转弯区数据是 fine，机器人在 p2点稍作停顿，使用的工具数据是 tool1，工件坐标数据是 wobj1。机器人的 TCP 从 p2 向 p3 点以关节运动方式前进，速度是 500mm/s，转弯区数据是 fine，机器人在 p3点停止，使用的工具数据是 tool1，工件坐标数据是 wobj1。 提示：*关于速度：速度一般最高为 50000mm/s，在手动限速状态下，所有的运动速度被限速在 250mm/s*关于转弯区：fine 指机器人 TCP 达到目标点，在目标点速度降为零。机器人动作有所停顿然后再向下 运动，如果是一段路径的最后一个点，一定要为 fine。转弯区数值越大，机器人的动作路径就越圆滑与流畅。3.I/O 控制指令I/O 控制指令用于控制 I/O 信号，以达到与机器人周边设备进行通信的目的。（1）Set 数字信号置位指令Set 数字信号置位指令用于将数字输出（Digital Output）置位为“1”。Set do1;参数含义do1数字输出信号（2）Reset 数字信号复位指令Reset 数字信号复位指令用于将数字输出（Digital Output）置位为“0”。Reset do1;*提示：如果在 Set、Reset 指令前有运动指令 MoveJ、MoveL、MoveC、MoveAbsJ 的转弯区数据，必须 使用 fine 才可以准确地输出 I/O 信号状态的变化。（3）WaitDI 数字输入信号判断指令WaitDI 数字输入信号判断指令用于判断数字输入信号的值是否与目标一致。WaitDI di1, 1;参数含义di1数字输入信号1判断的目标值在例子中，程序执行此指令时，等待 di1 的值为 1。如果 di1 为 1，则程序继续往下执行；如果到达最 大等待时间 300s（此时间可根据实际进行设定）以后，di1 的值还不为 1，则机器人报警或进入出错处理程 序。（4）WaitDO 数字输出信号判断指令WaitDO 数字输出信号判断指令用于判断数字输出信号的值是否与目标一致。WaitDO do1, 1;参数以及说明同 WaitDi 指令。（5）WaitUntil 信号判断指令WaitUntil 信号判断指令可用于布尔量、数字量和 I/O 信号值的判断，如果条件到达指令中的设定值，程 序继续往下执行，否则就一直等待，除非设定了最大等待时间。WaitUntil di1 = 1; WaitUntil do1 = 0; WaitUntil flag = TRUE;WaitUntil num1 = 4;参数含义flag1布尔量num1数字量4.条件逻辑判断指令条件逻辑判断指令用于对条件进行判断后，执行相应的操作，是 RAPID 中重要的组成部分。（1）Compact IF 紧凑型条件判断指令Compact IF 紧凑型条件判断指令用于当一个条件满足了以后，就执行一句指令。IF flag1 = TRUE Set do1;如果 flag1 的状态为 TRUE，则 do1 被置位为 1。（2）IF 条件判断指令IF 条件判断指令，就是根据不同的条件去执行不同的指令。 指令解析：IF num1=1 THENflag:=TRUE; ELSEIF num1=2 THENflag1:=FALSE;ELSESet do1;ENDIF如果 num1 为 1，则 flag1 会赋值为 TRUE。如果 num1 为 2，则 flag1 会赋值为 FALSE。除了以上两种条 件之外，则执行 do1 置位为 1.*条件判定的条件数量可以根据实际情况进行增加与减少。（3）FOR 重复执行判断指令FOR 重复执行判断指令，是用于一个或多个指令需要重复执行次数的情况FOR i FROM 1 TO 10 DO Routine1;ENDFOR例行程序 Routine1，重复执行 10 次。（4）WHILE 条件判断指令WHILE 条件判断指令，用于在给定条件满足的情况下，一直重复执行对应的指令。WHILE num1num2 DOnum1:=num1-1; ENDWHILE当 num1num2 的条件满足的情况下，就一直执行 num1:=num1-1 的操作。5.其他的常用指令（1）ProcCall 调用例行程序指令 通过使用此指令在指定的位置调用例行程序。1.选 中 “” 为 要调 用 的例行程序的位置。2.在添加指令的列表中， 选择“ProcCall”指令。3. 选中要调用的例行程序 Routine1 ，然后单击“确 定”。肇庆市技师学院（2）RETURN 返回例行程序指令4.调用例行程序指令执行 的结果。RETURN 返回例行程序指令，当此指令被执行时，则马上结束本例行程序的执行，返回程序指针到调用此例行程序的位置。当 di1=1 时，执行 RETURN 指令，程序指针返回到调用 Routine2 的位置并继续向下执行 Set do1 这个指 令。（3）WaitTime 时间等待指令WaitTime 时间等待指令，用于程序在等待一个指定的时间以后，再继续向下执行WaitTime 4; Reset do1;等待 4s 以后，程序向下执行 Reset do1 指令。6.4.2 常用 RAPID 指令的使用方法1.用户输入两个数字，按钮选择一个运算符，屏幕输出运算结果（使用 TPReadNum、TPReadFK、TPWrite 和IF 指令）2.用户输入一个 0-100 的分数值，程序输出 A（90-100）、B（80-89）、C（60-79）、D（0-60）四个评级。（IF ELSEIF语句的使用）3.使用 WHILE 或 FOR 循环，计算 1+2+3+99+100 的结果。4.RAPID 编程中的功能（FUNCTION）的使用介绍使用自定义功能，自己实现 Offs 功能和 Abs 功能（需掌握带参数的功能、功能返回值以及复杂数据的 赋值方法，随堂联系 practise10-1， 需要教师指导）。功能 Abs：功能 Offs：5.掌握中断程序的使用（1）使用 di 信号触发中断程序，每次触发，均使系统用户变量 reg1 进行+1 的操作，当 reg110 时，将 reg1重置为 1。（2）使用 ITimer 指令进行定时间隔为 1s 的中断触发，每次触发使系统用户变量 reg2 进行+1 的操作，当reg210 时，将 reg2 重置为 1。6.4.3 建立一个可运行的基本 RAPID 程序在之前的章节中，已大概了解 RAPID 程序编程的相关操作及基本的指令。现在就通过一个实例来体验 一下 ABB 机器人便捷的程序编辑。编制一个程序的基本流程是这样的：肇庆市技师学院1）确定需要多少个程序模块。多少个程序模块是由应用的复杂性所决定的，比如可以将位置计算、程 序数据、逻辑控制等分配到不同的程序模块，方便管理。2）确定各个程序模块中要建立的例行程序，不同的功能就放到不同的程序模块中去，如夹具打开、夹 具关闭这样的功能就可以分别建立成例行程序，方便调用与管理。1.建立 RAPID 程序实例（事前准备建立 board10 和 di1）1. 确定工作要求：机器人空闲时，在 位 置 点 pHome 等 待。如果外部信号 di1 输入为 1 时，机 器人沿着物体的一 条边从 p10 到 p20 走一条直线，结束 以 后 回 到 pHome 点。肇庆市技师学院2. ABB 菜单中，选 择“程序编辑器”。3. 单击“取消”（如 果系统中不存在程 序的话会出现此对 话框）。4.打开“文件”菜单， 选择“新建模块”。此应用比较 简单，所以只需建 一个程序模块就足够了。5. 单击“是”进行确 定。6. 定义程序模块的 名称后，单击“确 定”。程序模块的 名称可以根据需要 自己定义，以方便管理。7. 选 中 “Module1” ， 单 击 “显示模块”。8. 单 击 “ 例 行 程 序”。9. 打开“文件”， 单击“新建例行程 序”。10. 首先建立一个 主程序 main，然后 单击“确定”，根据 第 9、10 步骤建立 相关的例行程序。 rHome 用于机器人 回等待位。rInitAll 初 始 化 。 rMoveRoutine 存 放直线运动路径。11. 选择“rHome” ， 然后单击“显示例 行程序”。12. 到“手动操纵” 菜单内，确认已选 中要使用的工具坐 标与工件坐标。13. 回到程序编辑 器，单击“添加指 令”，打开指令列 表。选中“” 为 插 入 指 令 的 位 置，在指令列表中 选择“MoveJ”。14. 双击“*”，进入 指 令 参 数 修 改 画 面。15. 通过新建或选 择 对 应 的 参 数 数 据，设定为图中所 示的数值。16. 选择合适的动 作模式，使用摇杆 将机器人运动到图 中的位置，作为机 器 人 的 空 闲 等 待点。17. 选中“pHome” 目标点，单击“修 改位置”，将机器人 的当前位置数据记 录下来。18. 单击“修改”进 行确认。19. 单击“例行程 序”标签。20. 选 中 “rInitAll”例行程序。21. 在此例行程序 中，加入在程序正 式运行前，需要作 初始化的内容，如 速度限定、夹具复 位等。具体根据需要添加。在此例行程序 rInitAll 中只增加了两条速度控制 的指令（在添加指 令列表的 Setting 类 别中）和调用了回 等待位的例行程序rHome。22. 单击“例行程 序”标签。23. 选 择 “ rMoveRoutine ” 例行程序，然后单 击 “ 显 示 例 行 程 序”。24. 添 加 “MoveJ” 指令，并将参数设 定为图中所示。25. 选择合适的动 作模式，使用摇杆 将机器人运动到图 中的位置，作为机 器人的 p10 点。26. 选中“p10”点， 单击“修改位置”， 将机器人的当前位 置 记 录 到 p10 中 去。27. 添 加 “MoveL” 指令，并将参数设 置为如图所示。28. 选择合适的动 作模式，使用摇杆 将机器人运动到图 中的位置，作为机 器人的 p20 点。29. 选中“p20”点， 单击“修改位置”， 将机器人的当前位 置 记 录 到 p20 中 去。单击“例行程 序”标签。30. 选中“main”主 程序，进行程序执 行 主 体 架 构 的 设 定。31. 在开始位置调 用 初 始 化 例 行 程 序。32. 添加“WHILE” 指令，并将条件设 定为“TRUE”。33. 添加“IF” 指令 到图中所示位置。 使 用 WHILE指令构建一个死循 环的目的在于将初 始化程序与正常运 行的路径程序隔离 开。初始化程序只 在一开始时执行一 次，然后就根据条 件循环执行路径运 动。34. 选中“”， 然后打开“编辑” 菜 单 ， 选 择 “ABC”。35. 使用软键盘输 入“di=1”，然后单 击“确定”。此处不能直 接判断数字输出信号 的 状 态 ， 如 do1=1 ，这是错误 的 ， 要 使 用 功 能DOutput()。36. 在 IF 指令的循 环中，调用两个例 行 程 序 rMoveRoutine 和 rHome。在选中 IF 指令的下 方，添加 WaitTime 指令，参数是 0.3s。 主程序解读：1）首先进入初始化 程序进行相关初始 化的设置。2 ）进行 WHILE 的 死循环，目的是将 初 始 化 程 序 隔 离 开。3）如果 di1=1，则 机器人执行对应的 路径程序。4 ）等待 0.3s 的这 个指令的目的是防 止系统 CPU 过负荷 而设定的。37. 打开“调试”菜 单。 单击“检查程序”， 对程序的语法进行 检查。38. 单击“确定”完 成。如果有错，系 统会提示出错的具 体 位 置 与 建 议 操 作。2.对 RAPID 程序进行调试pHome在完成了程序的编辑以后，接下来的工作就是对这个程序进行调试，调试的目的有以下两个：1）检查程序的位置点是否正确。2）检查程序的逻辑控制是否有不完善的地方。1.打开“调试” 菜 单 ， 选 择 “PP 移至例行 程序”。2. 选 中 “rHome”例 行程序，然后 单击“确定”。3. PP 是程序 指针（黄色小 箭 头 ） 的 简 称。程序指针 永 远 指 向 将 要 执 行 的 指令。所以图中 的 指 令 将 会 是 被 执 行 的指令。4.左手按下使 能 键 ， 进 入 “ 电 动 机 开 启”状态。 按以下“单步向前”按键， 并 小 心 观 察 机 器 人 的 移 动。 在 按 下 “程序停止”键 后，才可以松开使能键。5. 在指令左 侧 出 现 一 个 小机器人，说 明 机 器 人 已 到 达 pHome 这 个 等 待 位 置。6. 机 器 人 回 到 了 pHome 这 个 等 待 位 置。3.对 RAPID 程序进行调试rMoveRoutine1. 打 开 “ 调 试 ” 菜 单 ， 选 择 “PP 移至例行程序”，